(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の眼底を撮像素子により撮影しデジタル眼底画像を得る撮影手段と、
前記デジタル眼底画像における黄斑部に対応する第一の部分領域と視神経乳頭部に対応する第二の部分領域とを取得し、該第一の部分領域に対応する第一の輝度範囲と、該第二の部分領域に対応する第二の輝度範囲とを抽出する抽出手段と、
前記抽出に応じて、前記第一の輝度範囲のコントラストを該第一の輝度範囲以外の輝度範囲のコントラストよりも強調した第一の眼底画像を生成するとともに、前記第二の輝度範囲のコントラストを該第二の輝度範囲以外の輝度範囲のコントラストよりも強調した第二の眼底画像を生成する生成手段と、
前記生成された第一の及び第二の眼底画像を表示部に表示させる制御手段と、
を有することを特徴とする眼科撮影装置。
【請求項２】
前記第一及び前記第二の眼底画像のうち一方の表示をさせない設定をする設定手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の眼科撮影装置。
【請求項３】
前記抽出手段は、固視灯の位置及び左右眼検出手段による検出結果に応じて、黄斑部を含む部分領域と視神経乳頭部を含む部分領域とを取得する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の眼科撮影装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第一の眼底画像と前記第二の眼底画像とを表示部における別々の表示領域に並べて表示させる
ことを特徴とする請求項３に記載の眼科撮影装置。
【請求項５】
前記抽出手段は、前記第一の輝度範囲と、該第一の輝度範囲と重複しない第二の輝度範囲とをそれぞれ抽出する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
【請求項６】
前記第一及び第二の眼底画像のそれぞれを、前記撮影された被検眼の検診番号と、前記生成手段によるコントラストの変更に用いた変換処理特性に付された名前とに基づき定められる名称を付す処理手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
【請求項７】
前記第一の輝度範囲及び第二の輝度範囲のそれぞれに対応して設定されたルックアップテーブルのそれぞれを用いて前記眼底画像の一部の領域のコントラストを強調する階調変換手段と、
を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の眼科撮影装置。
【請求項８】
前記生成手段は前記撮影により得られたデジタル眼底画像の階調数を前記生成された前記第一及び第二の眼底画像の階調数よりも多くする
ことを特徴とする請求項７に記載の眼科撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、眼科医院等において用いられる被検眼像を撮像可能な撮像素子を有する眼底カメラなどの眼科撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来より銀塩フィルムに代って撮像素子を使用して、被検眼像を電子画像として得る眼科装置が知られている。このような眼科装置は、撮影された画像をデジタルデータとして保存すると共に、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置で読影を行い易くするための処理を行った後で、画像をテレビモニタに表示して、撮影結果の確認、読影又は画像計測を行う。通常の眼底画像は、輝度レベルが大きく異なる黄斑部及び視神経乳頭部の双方が見えるように調整して撮影され、８ビットのＪＰＥＧ、ＢＭＰ等のフォーマットで保存される。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかしながら上述の従来例において、例えば図９は眼底像全体の輝度のヒストグラム図で、横軸は輝度、縦軸は頻度を示しており、各ピークは輝度の低い側から順にアパーチャ部Ａ、網膜部Ｂ、乳頭部Ｃを表している。従来の検診目的の撮影では、全画像情報を含む図９の範囲Ｌを８ビットのデジタルデータに変換して、画像データを取得している。
【０００４】  しかし、実際の読影に必要な領域は診断の目的によって異なり、例えば緑内障診断の場合は視神経乳頭部を主に読影し、糖尿病診断の場合には黄斑部を含む後極部全体を主に読影する。即ち、実際の読影に用いる部分は、視神経乳頭部の場合は範囲Ｋの画像データを、黄斑部の場合は範囲Ｉの画像データを読影する。
【０００５】  しかし、通常撮影では全画像情報を含む範囲Ｌをデジタルデータに変換して画像データを取得しているために、実際の読影に用いる範囲Ｉ及び範囲Ｋの部分の輝度分解能が少なくなるという問題点がある。
【０００６】  また、特開２０００−１９７６０８号公報に記載されているように、ダイナミックレンジ圧縮を行い、後極部及び視神経乳頭部の双方のコントラストを上げる手法も知られているが、より詳細に診断するためには、それぞれの部位に限定してコントラストを上げることが望ましい。
【０００７】  この問題を解決するために、８ビットを超える分解能で量子化を行って画像を出力することも可能であるが、画像のデータ量が増えてその後の再生などの処理が遅くなる。また、汎用のビュアが８ビットを超える画像フォーマットに対応していないことが多いために、ビュアを自在に選択することができなくなり、画像データが扱い難くなってしまう。更に、診断の目的ごとにパーソナルコンピュータ等の画像処理装置で画像処理を行う必要があるために、読影に要する時間が長くなるという問題点がある。
【０００８】  また、関心領域が読影し易いように装置の設定を変えて撮影を行い、８ビットデータの画像を取得することも可能であるが、その場合には複数回の撮影が必要となるために、被検者への負担が増すと共に検査にも時間を要し、検査効率が悪くなるという問題点がある。
【０００９】  本発明の目的は、上述の課題を解決し、１回の撮影で黄斑部及び視神経乳頭部といった関心領域ごとに、コントラストを上げた画像をそれぞれに生成することにより、撮影効率及び読影効率を向上した眼科撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明の一態様に係る眼科撮影装置は、被検眼の眼底を撮像素子により撮影しデジタル眼底画像を得る撮影手段と、前記デジタル眼底画像における黄斑部に対応する第一の部分領域と視神経乳頭部に対応する第二の部分領域とを取得し、該第一の部分領域に対応する第一の輝度範囲と、該第二の部分領域に対応する第二の輝度範囲とを抽出する抽出手段と、前記抽出に応じて、前記第一の輝度範囲のコントラストを該第一の輝度範囲以外の輝度範囲のコントラストよりも強調した第一の眼底画像を生成するとともに、前記第二の輝度範囲のコントラストを該第二の輝度範囲以外の輝度範囲のコントラストよりも強調した第二の眼底画像を生成する生成手段と、前記生成された第一の及び第二の眼底画像を表示部に表示させる制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  本発明を図１〜図８に図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は実施の形態の眼底カメラの構成図を示す。被検眼Ｅの前方には対物レンズ１を配置し、その後方の光路上に孔あきミラー２、この孔あきミラー２の孔部に配置した撮影絞り３、一部をフォーカスのために移動可能な撮影レンズ４、可動ミラー５、テレビカメラ等の撮像手段６が順次に配列する。可動ミラー５の反射方向にはハーフミラー７、眼底Ｅｒに共役な固視灯８を配置し、ハーフミラー７の反射方向にリレーレンズ９、赤外波長領域に感度を有するテレビカメラ１０を配置し、テレビカメラ１０の出力はテレビモニタ１１に接続する。
【００１２】  固視灯８はドットマトリクス状に並んだＬＥＤアレイ、又はＬＥＤ等のバックライトとドットマトリクス状の液晶シャッタから構成し、二次元の任意位置のドットを透過／不透過制御することによって、被検眼Ｅに対し任意の位置に固視目標を呈示する。なお、図示は省略したが、撮影光学系と独立して、固視位置の変動がない外部固視灯を設けて使用することもできる。
【００１３】  また、孔あきミラー２への照明光の入射方向に、レンズ１２、リング状開口を有する絞り１３、可視光の閃光を発するストロボ光源１４、可視光カットフィルタ１５、コンデンサレンズ１６、ハロゲンランプ等の可視光を発する観察用光源１７を順次に配列する。
【００１４】  撮像手段６の出力はＡ／Ｄ変換部１９、フレームメモリ２０、ルックアップテーブル２１を介して画像制御部２２に接続する。画像制御部２２は、制御回路２３、情報入力手段２４、ルックアップテーブル設定部２５、表示用メモリ２６、２７、及び情報記録部２８に接続する。そして、表示用メモリ２６、２７の出力は、それぞれＤ／Ａ変換部２９、３０を介してテレビモニタ３１、３２に接続する。また、ルックアップテーブル設定部２５はフレームメモリ２０、ルックアップテーブル２１に接続する。
【００１５】  また、制御回路２３の出力は固視灯８、ストロボ発光制御回路３３を介してストロボ光源１４に接続し、制御回路２３には左右眼検出手段３４の出力を接続する。
【００１６】  また、情報記録部２８は画像制御部２２からの画像データをＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＶＴＲテープ、ハードディスク等の記憶保持可能な記録媒体への書き込み及び読み出しを行う。
【００１７】
このように、対物レンズ１、撮影絞り３、撮影レンズ４により眼底観察撮影光学系を構成し、更に撮像手段６と共に被検眼Ｅの眼底Ｅｒを撮像する眼底撮像光学系を構成する。また、可動ミラー５、ハーフミラー７、リレーレンズ９、テレビカメラ１０、テレビモニタ１１により、撮影者に眼底像を呈示する観察光学系を構成し、観察用光源１７から孔あきミラー２に至る光路により、照明光学系を構成する。
【００１８】  先ず、撮影者は撮影前に被検者のＩＤ番号、氏名、生年月目、性別等の患者情報、及び撮影画像を出力する際のファイルフォーマットを、情報入力手段２４から画像制御部２２に入力する。次に、撮影者は対物レンズ１の正面に被検眼Ｅを位置させ、眼底撮影のためのアライメントを行う。
【００１９】  観察用光源１７を点灯すると、その光束はコンデンサレンズ１６により集光され、可視光カットフィルタ１５により赤外光になった観察光は、ストロボ光源１４、絞り１３、レンズ１２を通り、孔あきミラー２のミラー部により左方に反射され、対物レンズ１を通り、被検眼Ｅの瞳Ｅｐを介して眼底Ｅｒを照明する。
【００２０】  観察光で照明された眼底Ｅｒの像は、再び対物レンズ１、撮影絞り３、撮影レンズ４を通り、可動ミラー５により上方に反射され、更にハーフミラー７により左方に反射され、リレーレンズ９を通ってテレビカメラ１０に達する。赤外光に感度を有するテレビカメラ１０は、受光した眼底像をテレビ信号に変換してテレビモニタ１１に出力する。撮影者はこのテレビモニタ１１に呈示された眼底像を見ながら、被検眼Ｅと眼底カメラとの精密な位置合わせ、ピント合わせ及び撮影範囲の確認を行う。
【００２１】  次に、撮影者は撮影範囲、位置、ピント合わせが良好であることを確認した後に、図示しない撮影スイッチを操作して静止画撮影を行う。撮影スイッチの入力を検知した制御回路２３は、可動ミラー５を跳ね上げて光路外に退避させると同時に、画像制御部２２に撮影開始信号を出力した後に、画像制御部２２からのストロボ光源１４に対する発光タイミング信号を待つ。
【００２２】  ここで、テレビカメラ１０と同期を取ったストロボ光源１４による発光タイミング信号について説明する。ストロボ発光で静止画像を撮影する場合に、眼底像のように比較的動きの少ない画像を対象とする際には、なるべくは高解像度で撮影するために、通常はＣＣＤ等の撮像素子のフレーム蓄積モードによってテレビカメラ１０を駆動している。
【００２３】  図２はストロボ露光による画像取込みタイミングを示す。フレーム蓄積モードの場合には、１フレームは第１と第２の２つのフィールドから構成され、その各フィールド画像の光蓄積期間は、各フィールド画像出力の直前の１フレーム期間になる。即ち、２つのフィールドの蓄積期間は１フィールド分ずれている。このために、１回のストロボ発光で１フレーム画像を取得するためには、１フレームを構成する２フィールドに共通の蓄積期間中に、ストロボ光源１４を発光させなければならない。画像制御部２２は図２のＡに示すタイミングで、ストロボ発光タイミング信号を制御回路２３に出力する。
【００２４】  制御回路２３は画像制御部２２からストロボ光源１４の発光タイミング信号を受け取ると、遅延なくストロボ発光制御回路３３に発光信号を送り、ストロボ光源１４を発光する。ストロボ光源１４から発した光束は、観察光と同様に絞り１３のリング状開口を通過し、レンズ１２を通り孔あきミラー２により左方に反射され、対物レンズ１を介して被検眼Ｅの瞳孔Ｅｐから眼底Ｅｒを照明する。このように照明された眼底像は、再び対物レンズ１、撮影絞り３、撮影レンズ４を通り、撮像手段６の撮像面に結像し、撮像手段６はテレビ信号をＡ／Ｄ変換部１９に出力する。
【００２５】  画像制御部２２は撮像手段６が出力する１フレーム分のテレビ信号をストロボ発光と同期をとり、Ａ／Ｄ変換部１９によりデジタルデータに変換した後に、フレームメモリ２０に取り込む。このとき、Ａ／Ｄ変換時のビット数は、通常のカメラのＳＮ比は６０ｄＢ以上であることから、最終的なファイルとして出力する際の８ビットより多いビット数である１０ビットで変換を行う。
【００２６】  図３は撮影以降の手順のフローチャート図であり、得られた画像データに対してルックアップテーブル２１を書き換えることによって、複数の画像データを出力するための手順を示している。ステップＳ１でフレームメモリ２０に眼底画像データを書き込む。次に、ステップＳ２でフレームメモリ２０内の画像データから黄斑部の輝度情報を抽出し、ステップＳ３でステップＳ２で抽出した輝度情報に基づき黄斑部用のルックアップテーブル２１を設定する。
【００２７】
ステップＳ４でフレームメモリ２０に書き込んだデータを読み出す。ステップＳ５でステップＳ４で読み出したデータを、ルックアップテーブル２１を通して階調変換し、ステップＳ６でステップＳ５で階調変換したデータを、予め設定されたファイルフォーマットに変換して、ステップＳ７ではステップＳ６でファイルフォーマットに変換したデータを情報記録部２８の記録媒体に保存する。ステップＳ８でステップＳ５で階調変換したデータを表示用メモリ２６に転送し、Ｄ／Ａ変換部２９においてＤ／Ａ変換して、テレビモニタ３１に表示する。
【００２８】  ステップＳ９では、フレームメモリ２０内の画像データから視神経乳頭部の輝度情報を抽出し、ステップＳ１０でステップＳ９で抽出した輝度情報に基づいて、視神経乳頭部用のルックアップテーブル２１を設定する。ステップＳ１１でフレームメモリ２０に書き込んだデータを読み出し、ステップＳ１２ではステップＳ１１で読出したデータをルックアップテーブル２１を通して階調変換し、ステップＳ１３でステップＳ１２で階調変換したデータを、予め設定されたファイルフォーマットに変換する。
【００２９】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３でファイルフォーマットに変換したデータを情報記録部２８で保存し、ステップＳ１５でステップＳ１２で階調変換したデータを表示用メモリ２７に転送し、Ｄ／Ａ変換部３０においてＤ／Ａ変換してテレビモニタ３２に表示する。以上の手順によって、１回の撮影で黄斑部と視神経乳頭部のコントラストを上げた２枚の画像が得られる。
【００３０】  先ず、画像データから黄斑部の輝度情報を抽出する。眼底Ｅｒ上の関心領域である黄斑部と視神経乳頭部は、左右眼検出手段３４及び固視目標の位置情報から予測が可能であることから、ルックアップテーブル設定部２５は、左右眼検出手段３４及び固視灯８の表示位置情報から黄斑部を含む領域を予測し、その領域の輝度情報を取得する。
【００３１】
図４は固視灯８に固視目標を呈示して、眼底Ｅｒの後極部を画像中心とすることにより得られる左眼の眼底像を示す。また、図４の領域Ｑ、Ｐはそれぞれ左右眼検出手段３４と固視目標の位置に基づいて決定される黄斑部、視神経乳頭部を含む領域である。
【００３２】  図５は眼底像全体と図４の領域Ｐ及び領域Ｑの画像データのヒストグラム図であり、横軸は輝度、縦軸は頻度を示し、実線は眼底像全体の輝度分布である。そして、破線で囲むＭのハッチング部分の分布が領域Ｑの輝度分布を表し、領域Ｑの最大輝度及び最小輝度から黄斑部の輝度範囲Ｉを抽出する。また、Ｎの分布が領域Ｐの輝度分布を表し、領域Ｐの最大輝度及び最小輝度から、視神経乳頭部の輝度範囲Ｋを抽出する。
【００３３】  次に、ルックアップテーブル２１を設定する。ルックアップテーブル設定部２５は、関心領域である黄斑部及び出血斑のコントラストを上げるようなルックアップテーブル２１、即ち輝度範囲Ｉの部分を強調するようなルックアップテーブル２１を作成する。
【００３４】  図６は輝度範囲Ｉの部分を強調するよう設定したルックアップテーブル２１を示し、Ｄ、Ｅはそれぞれ図５のＤ、Ｅに相当する。ここで、ルックアップテーブル２１の入力ビット数を、出力ビット数よりも多くするように、例えばＡ／Ｄ変換時のビット数である１０ビット入力に対して、８ビットを出力するように構成することによって、ビット数変換による関心領域の情報の損失を少なくすることができる。
【００３５】
このようにして設定したルックアップテーブル２１を通して、フレームメモリ２０内の眼底画像データの階調変換を行う。また、画像制御部２２は必要に応じて、フレームメモリ２０の画像データをルックアップテーブル２１で階調変換した後に、表示用メモリ２６に書き込み、書き込まれた画像データをＤ／Ａ変換部２９でＤ／Ａ変換して、テレビモニタ３１に出力することにより、撮影者が画像を確認することができる。
【００３６】  階調変換された画像データは、ｂｍｐなどの画像フォーマット又は設定された圧縮率で画像圧縮を行い、Ｊｐｅｇなどの画像フォーマットに変換する。このとき、画像制御部２２は撮影後の撮影機器から左右眼情報等の撮影情報を読み込み、先の患者情報と合わせて、フレームメモリ２０の撮影画像と関連付けた付帯情報として扱う。なお、この付帯情報を画像データと分けてテキスト情報として扱ってもよいし、画像フォーマットのタグ領域に書き込むこともできる。
【００３７】  このようにして、糖尿病診断などに使用するための黄斑部及び出血斑のコントラストを上げた画像を取得することができる。
【００３８】  次に、画像データから視神経乳頭部の輝度情報を抽出する。視神経乳頭部も黄斑部の場合と同様に、左右眼検出手段３４及び固視目標の位置情報から予測が可能であることから、ルックアップテーブル設定部２５は左右眼検出手段３４及び固視灯８の表示位置情報から視神経乳頭部を含む領域を予測して、その領域の輝度情報を取得する。
【００３９】  次に、ルックアップテーブル２１を設定する。ルックアップテーブル設定部２５は、関心領域である視神経乳頭部のコントラストを上げるようなルックアップテーブル２１、即ち輝度範囲Ｋの部分を強調するようなルックアップテーブル２１を作成する。
【００４０】
図７は輝度範囲Ｋの部分を強調するように設定されたルックアップテーブル２１を示し、図７のＦ、Ｇはそれぞれ図５のＦ、Ｇに相当する。このようにして設定したルックアップテーブル２１を通して、フレームメモリ２０内の眼底画像データの階調変換を行う。階調変換された画像データは、予め設定された画像フォーマットに変換され、先の患者情報と合わせて、画像制御部２２により情報記録部２８へ第２の画像として書き込みが行われる。また、画像制御部２２は必要に応じて、フレームメモリ２０の画像データをルックアップテーブル２１で階調変換した後に、表示用メモリ２７に書き込み、書き込まれた画像データを、Ｄ／Ａ変換部３０においてＤ／Ａ変換して、テレビモニタ３２に出力することにより、撮影者は画像を確認することができる。
【００４１】  なお本実施の形態では、撮影画像表示手段として、２系統の表示用メモリ２６、２７、Ｄ／Ａ変換部２９、３０及びテレビモニタ３１、３２を使用したが、撮影画像表示手段を１系統のみとし、図示しない設定スイッチによって、ステップＳ７又はステップＳ１３のステップの実行を省略してもよい。例えば、ステップＳ１３のステップの実行を省略するようにスイッチを設定し、撮影時にはステップＳ７のステップで生成された黄斑部及び後極部の見易い画像のみを表示しながら撮影を継続してもよい。
【００４２】  また本実施の形態では、ステップＳ２において、図５に示すヒストグラム図の範囲Ｉの部分を強調するようなルックアップテーブル２１を作成したが、関心領域として、黄斑部を含む後極部全体を強調するようなルックアップテーブル２１、即ち領域Ｑの最小輝度及び領域Ｐの最小輝度を用いて、図８に示すようなヒストグラム図の範囲Ｉ及び範囲Ｊの部分を強調するように、ルックアップテーブル２１を設定してもよい。なお、図８に示すＤ、Ｆはそれぞれ図５のＤ、Ｆに相当する。
【００４３】  更に、１回の撮影で生成される複数の画像ファイルのファイル名を、「検診番号＋ルックアップテーブル番号．ＪＰＧ」のように付ければ、撮影後の画像ファイルの扱いが好適に行えるようになる。
【発明の効果】
【００４４】  以上説明したように本発明に係る眼科撮影装置は、関心領域毎に装置の設定を変えて複数回の撮影を行うことなく、１回の撮影で黄斑部及び視神経乳頭部といった関心領域毎に、コントラストを上げた複数の画像を生成することができるので、検査効率を落とすことなく診断能を上げることが可能となる。更に、画像処理を行う必要がなくなると共に、関心領域別に読影医を変えることも容易なので、読影効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態の眼科撮影装置の構成図である。
【図２】  ストロボ露光による画像取込みタイミングの説明図である。
【図３】  画像データ出力手順のフローチャート図である。
【図４】  眼底像の説明図である。
【図５】  眼底像全体の輝度のヒストグラム図である。
【図６】  黄斑部を強調したルックアップテーブルのグラフ図である。
【図７】  視神経乳頭部を強調したルックアップテーブルのグラフ図である。
【図８】  後極部全体を強調したルックアップテーブルのグラフ図である。
【図９】  従来例の眼底像全体の輝度のヒストグラム図である。
【符号の説明】  １  対物レンズ
２  孔あきミラー
５  可動ミラー
６  撮像手段
８  固視灯
１０  テレビカメラ
１１、３１、３２  テレビモニタ
１４  ストロボ光源
１５  可視光カットフィルタ
１７  観察用光源
２０  フレームメモリ
２１  ルックアップテーブル
２２  画像制御部
２３  制御回路
２４  情報入力手段
２６、２７  表示用メモリ
２８  情報記録部
３４  左右眼検出手段
【図１】
0005354831.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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